基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法，包括：通过微波探头对样品进行扫描,获取样品的每个扫描点的微波反射波和对应的飞行时间；计算并分析样品的每个扫描点的微波反射波幅值和对应的飞行时间值；计算每个扫描点的第一图像灰度值,生成幅值成像灰度图；计算每个扫描点的第二图像灰度值,生成飞行时间成像灰度图；对幅值成像灰度图和飞行时间成像灰度图进行小波图像融合，得到复合绝缘子检测图像。本发明专利技术通过对微波信息深度提取，实现基于微波的复合绝缘子成像检测，可对复合绝缘子界面缺陷进行快速检出，有利于保障复合绝缘子的正常运行。复合绝缘子的正常运行。复合绝缘子的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法和系统。

技术介绍

[0002]复合绝缘子在电网中起到电气绝缘和机械支撑的作用，由于防污闪性能优异、价格便宜、质量轻等优点，在国内外电网中应用广泛。复合绝缘子的结构具有特殊性，两层绝缘材料之间有一层位于绝缘子内部的交界面。在生产过程中或者长期运行中内部交界面各处的绝缘性能难以保证完全优秀，在水汽、电场、泄露电流的作用下，内部缺陷从无到有、并进一步扩大，逐渐导致气孔气隙或者内部放电烧蚀通道等缺陷，缺陷进一步发展甚至会出现绝缘子击穿或断裂等严重后果。
[0003]为了减少事故的发生，采用无损检测手段是有效的方法。基于不同原理，无损检测在目前已有很多方法，归纳起来主要依靠射线、声波、电磁场、光学、热学等方面的原理。这些方法各有不同性质、有其不同的适用范围。
[0004]超声法需要探头与样品表面紧密接触并使用耦合剂确保超声的传播。复合绝缘子表面形状复杂，测试探头难以固连到绝缘子的外表面；只能接触式测量，尤其是需要在测量过程中使用耦合剂限制了超声检测法的应用范围。
[0005]X射线成像检测是采用X进行检测的一种技术手段。由于高能射线具有电离辐射危害，因此操作过程较为复杂。而且对于内部组织不均匀的材料，射线检测的分辨率会受到较大干扰，且X射线检测对空气、杂质等缺陷检测效果一般。
[0006]红外成像检测是一种常用在线无损检测手段，当绝缘设备存在内在缺失时，通过红外成像手段可以检测出这些故障。红外成像法仅适用于绝缘设备的带电检测，并且易受环境的影响，阳光、大风、潮气等都可能引起绝缘子表面温度的变化，而影响检测结果。此外，红外检测法通过发热来判断绝缘设备质量，并不适用于尚无明显温升的绝缘设备早期内部缺陷。
[0007]目前针对复合绝缘子的无损检测手段大多是传统的检测陶瓷或玻璃绝缘子的方法的延续，这些检测方法各有其适用范围，但是尚无很好的检测复合绝缘子内部缺陷的方法。而且，由于复合材料的材料性质的特殊性与结构构造的特殊性，许多针对陶瓷或玻璃绝缘子的无损检测手段并不能很好地适用于复合绝缘子。因此，急需改进与完善现有的无损检测方法，或提出新的检测手段以确保复合绝缘子的安全性。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法和系统。
[0009]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1、将样品置于样品架上,通过微波探头对所述样品进行扫描,获取所述样品
的每个扫描点的微波反射波和对应的飞行时间；
[0011]步骤S2、计算并分析所述样品的每个扫描点的微波反射波幅值和对应的飞行时间值，得到所述样品的微波反射波幅值最大值、微波反射波幅值最小值、飞行时间最大值和飞行时间最小值；
[0012]步骤S3、根据每个扫描点的微波反射波幅值、微波反射波幅值最大值、微波反射波幅值最小值，计算每个扫描点的第一图像灰度值,生成幅值成像灰度图；
[0013]步骤S4、根据每个扫描点的飞行时间值、飞行时间最大值和飞行时间最小值，计算每个扫描点的第二图像灰度值,生成飞行时间成像灰度图；
[0014]步骤S5、对幅值成像灰度图和飞行时间成像灰度图进行小波图像融合，得到复合绝缘子检测图像。
[0015]在本专利技术提供的基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法中，在步骤S3中，通过以下公式计算每个扫描点i的第一图像灰度值Gray(i)_I，
[0016]Gray_I(i)＝(Gmax_I-Gmin_I)*(Ii-Imin)/(Imax-Imin)+Gmin_I
[0017]其中，i为大于等于1且小于等于N的自然数，N为扫描点的总个数，Ii为扫描点i的微波反射波幅值，Gray_I(i)为扫描点i的第一图像灰度值，Imin为微波反射波幅值最小值，Imax为微波反射波幅值最大值，Gmin_I为微波反射波幅值最小值的扫描点对应的第一图像灰度值，Gmax_I为微波反射波幅值最大值的扫描点对应的第一图像灰度值。
[0018]在本专利技术提供的基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法中，在步骤S4中，通过以下公式计算每个扫描点i的第二图像灰度值Gray(i)_T，
[0019]Gray_T(i)＝(Gmax_T-Gmin_T)*(Ti-Tmin)/(Tmax-Tmin)+Gmin_T
[0020]其中，i为大于等于1且小于等于N的自然数，N为扫描点的总个数，Ti为扫描点i的飞行时间值，Gray_T(i)为扫描点i的第二图像灰度值，Tmin为飞行时间最小值，Tmax为飞行时间最大值，Gmin_T为飞行时间最小值的扫描点对应的第二图像灰度值，Gmax_T为飞行时间最大值的扫描点对应的第二图像灰度值。
[0021]在本专利技术提供的基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法中，步骤S5包括：
[0022]步骤S51、对幅值成像灰度图和飞行时间成像灰度图分别进行p层小波分解，将幅值成像灰度图分解得到幅值低频子带和幅值高频子带，将飞行时间成像灰度图分解得到飞行时间低频子带和飞行时间高频子带；
[0023]步骤S52、采用第一融合规则对幅值低频子带和飞行时间低频子带进行融合处理，采用第二融合规则对幅值高频子带和飞行时间高频子带进行融合处理，到融合后的小波金字塔；
[0024]步骤S53、对融合后得到的小波金字塔进行小波逆变换，获得所述复合绝缘子检测图像。
[0025]在本专利技术提供的基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法中，在步骤S53中，所述第一融合规则是对两幅待融合图像低频系数相对应位置进行加权平均，所述第一融合规则是选择成像的高频系数。
[0026]另一方面，本专利技术还提供一种基于微波成像技术的复合绝缘子检测系统，包括微波探头、样品架和计算机，所述样品架用于放置样品，所述微波探头用于对所述样品进行扫描，所述计算机包括：
[0027]数据获取模块，用于获取所述样品的每个扫描点的微波反射波和对应的飞行时间；
[0028]计算模块，用于计算并分析所述样品的每个扫描点的微波反射波幅值和对应的飞行时间值，得到所述样品的微波反射波幅值最大值、微波反射波幅值最小值、飞行时间最大值和飞行时间最小值；
[0029]灰度图生成模块，用于根据每个扫描点的微波反射波幅值、微波反射波幅值最大值、微波反射波幅值最小值，计算每个扫描点的第一图像灰度值,生成幅值成像灰度图；根据每个扫描点的飞行时间值、飞行时间最大值和飞行时间最小值，计算每个扫描点的第二图像灰度值,生成飞行时间成像灰度图；
[0030]融合模块，用于对幅值成像灰度图和飞行时间成像灰度图进行小波图像融合，得到复合绝缘子检测图像。
[0031]在本专利技术提供的基于微波成像技术的复合绝缘子检测系统中，所述融合模块包括：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将样品置于样品架上,通过微波探头对所述样品进行扫描,获取所述样品的每个扫描点的微波反射波和对应的飞行时间；步骤S2、计算并分析所述样品的每个扫描点的微波反射波幅值和对应的飞行时间值，得到所述样品的微波反射波幅值最大值、微波反射波幅值最小值、飞行时间最大值和飞行时间最小值；步骤S3、根据每个扫描点的微波反射波幅值、微波反射波幅值最大值、微波反射波幅值最小值，计算每个扫描点的第一图像灰度值,生成幅值成像灰度图；步骤S4、根据每个扫描点的飞行时间值、飞行时间最大值和飞行时间最小值，计算每个扫描点的第二图像灰度值,生成飞行时间成像灰度图；步骤S5、对幅值成像灰度图和飞行时间成像灰度图进行小波图像融合，得到复合绝缘子检测图像。2.根据权利要求1所述的基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法，其特征在于，在步骤S3中，通过以下公式计算每个扫描点i的第一图像灰度值Gray(i)_I，Gray_I(i)＝(Gmax_I-Gmin_I)*(Ii-Imin)/(Imax-Imin)+Gmin_I其中，i为大于等于1且小于等于N的自然数，N为扫描点的总个数，Ii为扫描点i的微波反射波幅值，Gray_I(i)为扫描点i的第一图像灰度值，Imin为微波反射波幅值最小值，Imax为微波反射波幅值最大值，Gmin_I为微波反射波幅值最小值的扫描点对应的第一图像灰度值，Gmax_I为微波反射波幅值最大值的扫描点对应的第一图像灰度值。3.根据权利要求1所述的基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法，其特征在于，在步骤S4中，通过以下公式计算每个扫描点i的第二图像灰度值Gray(i)_T，Gray_T(i)＝(Gmax_T-Gmin_T)*(Ti-Tmin)/(Tmax-Tmin)+Gmin_T其中，i为大于等于1且小于等于N的自然数，N为扫描点的总个数，Ti为扫描点i的飞行时间值，Gray_T(i)为扫描点i的第二图像灰度值，Tmin为飞行时间最小值，Tmax为飞行时间最大值，Gmin_T为飞行时间最小值的扫描点对应的第二图像灰度值，Gmax_T为飞行时间最大值的扫描点对应的第二图像灰度值。4.根据权利要求1所述的基于微波成像技术的复合绝缘子检测方法，其特征在于，步骤S5包括：步骤S51、对幅值成像灰度图和飞行时间成像灰度图分别进行p层小波分解，将幅值成像灰度图分解得到幅值低频子带和幅值高频子带，将飞行时间成像灰度图分解得到飞行时间低频子带和飞行时间高频子带；步骤S52、采用第一融合规则对幅值低频子带和飞行时间低频子带进行融合处理，采用第二融合规则对幅值高频子带和飞行时间高频子带进...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗洪宏，徐鹏，张云，苗琛，陶伟，李天福，刘校豪，陈玲，张元，袁利伟，石岩，钱应国，刘博，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司玉溪供电局，
类型：发明
国别省市：